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公開番号2025151870
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024053487
出願日2024-03-28
発明の名称コロイド結晶層を含む積層体及びその製造方法
出願人三菱ケミカル株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G02B 5/26 20060101AFI20251002BHJP(光学)
要約【課題】特定の条件を満たすコロイド結晶膜が従来のコロイド結晶膜と比較して極めて特徴的で意匠性に優れた膜を得る。
【解決手段】基材とコロイド結晶層とを有する積層体であって、コロイド結晶層に対する入射角と反射角をともに10°とした際の反射スペクトルにおけるBragg反射に由来する極大波長をλ[10]、入射角と反射角をともに70°とした際の反射スペクトルにおけるBragg反射に由来する極大波長をλ[70]としたとき、λ[10]とλ[70]とが所定の関係を示すことを特徴とする積層体を用いる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
基材とコロイド結晶層とを有する積層体であって、
コロイド結晶層に対する入射角と反射角をともに１０°とした際の反射スペクトルにおけるＢｒａｇｇ反射に由来する極大波長をλ[１０]、入射角と反射角をともに７０°とした際の反射スペクトルにおけるＢｒａｇｇ反射に由来する極大波長をλ[７０]としたとき、λ[１０]とλ[７０]とが以下の関係を示すことを特徴とする積層体。
λ[１０]‐λ[７０]≧２００ｎｍ
続きを表示（約 600 文字）【請求項２】
後方散乱に由来する極大波長が、４００～８００ｎｍの波長域に現れることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項３】
入射角と反射角をともに７０°とした際の反射スペクトルにおいて、Ｂｒａｇｇ反射に由来する反射ピークに加え、４００～８００ｎｍの波長域に薄膜干渉に由来するピークが観測されることを特徴とする請求項１又は２に記載の積層体。
【請求項４】
前記λ[１０]は、４００ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下である、請求項１又は２に記載の積層体。
【請求項５】
前記λ[７０]は、２００ｎｍ以上、８００ｎｍ以下である、請求項１又は２に記載の積層体。
【請求項６】
前記コロイド結晶層が、中空粒子からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の積層体。
【請求項７】
前記中空粒子が中空シリカ粒子である、請求項６に記載の積層体。
【請求項８】
コアシェル粒子からなる微粒子の分散体を基材上で乾燥させることでコアシェル粒子を配列させ、コロイド結晶を形成させる工程と、前記コアシェル粒子からコアを除去する工程とを含むことを特徴とする、中空粒子からなるコロイド結晶層を含む積層体の製造方法。
【請求項９】
前記中空粒子が中空シリカ粒子である、請求項８に記載の積層体の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造発色を示す積層体に関するものである。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
構造発色とは、光の波長またはそれ以下の微細構造による発色現象を指し、身近な構造色の例としては、コンパクトディスク、シャボン玉、モルフォ蝶、玉虫等が挙げられる。これらの例では、それ自身には色がついていないが、その微細な構造によって光が反射・干渉するため、色づいて見える。
近年、構造色を発現するような規則正しい構造を人工的に作成する開発が進められている。例えば、粒子径が単分散の微粒子が媒体中に分散した分散体を用い、これを流し込み、噴射、塗布、流動等で微粒子を配列・整合・乾燥・固定させて、基材上に微粒子が平面方向に規則的に配列した構造体を製造する方法が種々提案されている。
【０００３】
このような微粒子を規則配列したものとしてコロイド結晶が知られており、このコロイド結晶はＢｒａｇｇ反射をし、角度依存性のある構造色を発現することが知られている。
コロイド結晶を形成して構造色を発現する方法として、特許文献１では、シリカ粒子やポリマー微粒子といった中実粒子を含むコーティング組成物を基材にワイヤーバーにて塗布・乾燥することで、コロイド結晶層を有する積層体を安価に形成する方法が提案されている。
また、非特許文献１、非特許文献２では、中実粒子ではなく、粒子の内部が空である中空粒子からなる構造体の発色挙動に関して議論されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－２２３９１５号公報
【非特許文献】
【０００５】
ＡＣＳＡｐｐｌ．Ｍａｔｅｒ．Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ２０２３，１５，３８，４５２２９-４５２３８
ＪＳＲＴＥＣＨＮＩＣＡＬＲＥＶＩＥＷＮｏ．１１６／２００９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１で提案された方法でも角度依存性のある構造色は発現するものの、より特徴的で意匠性に優れた方法が求められていた。
また、非特許文献１で提案された方法では、構造体を形成する中空粒子が規則的に配列していない、コロイドアモルファス状の構造体となっており、発色性が不十分であった。さらに、非特許文献２で提案された方法においては、発色性に関する議論が十分になされていない。
【０００７】
本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の条件を満たすコロイド結晶膜が従来のコロイド結晶膜と比較して極めて特徴的で意匠性に優れた膜となることを見出し、本発明に至った。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、光の干渉により構造発色するコロイド結晶が規則的に配置されてなるコロイド結晶層を有する積層体であって、所定のＢｒａｇｇ反射に由来する極大波長を有する積層体を用いることにより前記課題を解決できることを見出し、本発明に至った。
【０００９】
即ち、本発明は以下の特徴を有する。
［１］基材とコロイド結晶層とを有する積層体であって、コロイド結晶層に対する入射角と反射角をともに１０°とした際の反射スペクトルにおけるＢｒａｇｇ反射に由来する極大波長をλ[１０]、入射角と反射角をともに７０°とした際の反射スペクトルにおけるＢｒａｇｇ反射に由来する極大波長をλ[７０]としたとき、λ[１０]とλ[７０]とが以下の関係を示すことを特徴とする積層体。
λ[１０]‐λ[７０]≧２００ｎｍ
［２］後方散乱に由来する極大波長が、４００～８００ｎｍの波長域に現れることを特徴とする［１］に記載の積層体。
［３］入射角と反射角をともに７０°とした際の反射スペクトルにおいて、Ｂｒａｇｇ反射に由来する反射ピークに加え、４００～８００ｎｍの波長域に薄膜干渉に由来するピークが観測されることを特徴とする［１］又は［２］に記載の積層体。
【００１０】
［４］前記λ[１０]は、４００ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下である、［１］又は［２］に記載の積層体。
［５］前記λ[７０]は、２００ｎｍ以上、８００ｎｍ以下である、［１］又は［２］に記載の積層体。
［６］前記コロイド結晶層が、中空粒子からなることを特徴とする［１］又は［２］に記載の積層体。
［７］前記中空粒子が中空シリカ粒子である、［６］に記載の積層体。
［８］コアシェル粒子からなる微粒子の分散体を基材上で乾燥させることでコアシェル粒子を配列させ、コロイド結晶を形成させる工程と、前記コアシェル粒子からコアを除去する工程とを含むことを特徴とする、中空粒子からなるコロイド結晶層を含む積層体の製造方法。
［９］前記中空粒子が中空シリカ粒子である、［８］に記載の積層体の製造方法。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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